CN1249645C - 在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法 - Google Patents
在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1249645C CN1249645C CN 200310109596 CN200310109596A CN1249645C CN 1249645 C CN1249645 C CN 1249645C CN 200310109596 CN200310109596 CN 200310109596 CN 200310109596 A CN200310109596 A CN 200310109596A CN 1249645 C CN1249645 C CN 1249645C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic field
- weightlessness
- magnetic
- ground
- uniform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种在地面重力环境下制造失重和微重力状态的方法。其在地面上设计一个均匀磁场和均匀梯度磁场同轴叠加的普通磁场强度的合成磁场，其均匀磁场由一对相同轴心、相同匝数、相同电流方向的线圈产生，其均匀梯度磁场由一对相同轴心、相同匝数、相反电电流方向的线圈产生，均匀磁场使磁性液体呈饱和磁化状态，均匀梯度磁场使磁性液体的任意一点都可以受到一个与重力大小相等，方向相反的稳定的磁力作用，从而在地面上用磁性液体制造流体的失重和微重力状态。与现有技术相比，本发明利用磁性液体的强磁性和流动性在普通磁场强度下用磁力抵消重力的方法制造流体的失重和微重力状态，设备简单，投资很小；失重和微重力状态稳定可靠，持续时间长。
Description
技术领域
本发明涉及一种在地面重力环境下制造流体失重和微重力状态的方法。特别是利用磁性液体的强磁性和流动性在普通磁场强度下用磁力抵消重力的方法制造流体的失重和微重力状态的方法。
背景技术
目前人们利用落井、落塔、飞机、火箭等获得流体失重和微重力状态，其微重力实验时间很短，仅10s左右，很难满足一般的实验要求；利用卫星、航天飞机等绕地球飞行的航天器可获得长时间的流体失重和微重力状态，但投资高，风险大，远没有地面上方便；在地面上用超强磁场使玻璃晶体悬浮，再用激光使玻璃晶体熔化而制造流体微重力状态，需要超导电磁体和复杂的设备才能产生这样的超强磁场，获得流体失重和微重力状态难度很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种在地面的引力场环境中设计制造一个特殊的普通磁场强度的合成磁场，使磁性液体受到的磁力和重力抵消，从而经济、方便、稳定地制造流体的失重和微重力状态的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法，选用磁性液体，在地面上设计制造一个均匀磁场和均匀梯度磁场同轴叠加的普通磁场强度的合成磁场，其均匀磁场由一对相同轴心、相同匝数、相同电流方向的线圈产生，其均匀梯度磁场由一对相同轴心、相同匝数、相反电电流方向的线圈产生，均匀磁场使磁性液体呈饱和磁化状态，均匀梯度磁场使磁性液体的任意一点都可以受到一个与重力大小相近，方向相反的稳定的磁力作用，从而在地面上用磁性液体在普通磁场强度下制造流体的失重和微重力状态。
所述磁性液体可以是直径10nm左右的固体磁性微粒包裹一层表面活性剂分子后均匀地分散在水、油、脂或液态金属中形成的稳定的胶体溶液。
所述均匀磁场由一对相同轴心、相同匝数、相同电流方向的外线圈产生，并且，所述外线圈半径是该一对外线圈之间距离的二倍；所述均匀梯度磁场由一对相同轴心、相同匝数、相反电流方向的内线圈产生，并且，所述内线圈半径是该一对内线圈之间距离的
倍。
与现有技术相比，本发明利用磁性液体的强磁性和流动性在普通磁场强度下用磁力抵消重力的方法制造流体的失重和微重力状态。设备简单，投资很小；失重和微重力状态稳定可靠，持续时间长。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所述的一种在地面上用磁性液体制造流体的失重和微重力状态的方法，选用磁性液体1，在地面上设计制造一个均匀磁场和均匀梯度磁场叠加的普通磁场强度的合成磁场，均匀磁场使磁性液体1呈饱和磁化状态，均匀梯度磁场使磁性液体1的任意一点都可以受到一个与重力大小相近，方向相反的稳定的磁力作用，从而在地面上制造流体的失重和微重力状态。一对外线圈3，相同轴心，相同匝数，相同电流方向，当R1＝2h时，建立一个均匀磁场，使磁性液体1达到饱和磁化状态。另一对内线圈2，相同轴心，相同匝数，电流方向相反，当
时，建立一个均匀梯度磁场。均匀梯度磁场和均匀磁场分别由两组同轴的线圈产生并同轴叠加合成(a，b，c)区域，调节电流大小改变均匀梯度磁场强度，使得磁性液体1的任意一微团处于(a，b，c)区域内的任意一点都可以受到一个与重力大小相近，方向相反的磁力的作用，从而使磁性液体1处于失重和微重力状态。磁性液体是一种现有技术制备的磁性流体。本发明采用的磁性液体是直径10nm左右的固体磁性微粒包裹一层表面活性剂分子后均匀地分散在水、油、脂或液态金属等载液中形成的稳定的胶体溶液，磁性液体既具有铁磁体的强磁性，又有一般液体的流动性。
Claims (3)
1、一种在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法，选用磁性液体，在地面上设计制造一个均匀磁场和均匀梯度磁场同轴叠加的普通磁场强度的合成磁场，其均匀磁场由一对相同轴心、相同匝数、相同电流方向的线圈产生，其均匀梯度磁场由一对相同轴心、相同匝数、相反电电流方向的线圈产生，均匀磁场使磁性液体呈饱和磁化状态，均匀梯度磁场使磁性液体的任意一点都可以受到一个与重力大小相近，方向相反的稳定的磁力作用，从而在地面上用磁性液体在普通磁场强度下制造流体的失重和微重力状态。
2、如权利要求1所述的在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法，其特征是：所述磁性液体是直径10nm左右的固体磁性微粒包裹一层表面活性剂分子后均匀地分散在水、油、脂或液态金属中形成的稳定的胶体溶液。
3、如权利要求1所述的在地面上用磁性液体制造流体的失重和微重力状态的方法，其特征是：所述均匀磁场由一对相同轴心、相同匝数、相同电流方向的外线圈产生，并且，所述外线圈半径是该一对外线圈之间距离的二倍；所述均匀梯度磁场由一对相同轴心、相同匝数、相反电流方向的内线圈产生，并且，所述内线圈半径是该一对内线圈之间距离的
倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200310109596 CN1249645C (zh) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | 在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200310109596 CN1249645C (zh) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | 在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1553415A CN1553415A (zh) | 2004-12-08 |
| CN1249645C true CN1249645C (zh) | 2006-04-05 |
Family
ID=34335295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200310109596 Expired - Fee Related CN1249645C (zh) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | 在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1249645C (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103247208B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-10-21 | 中国矿业大学 | 基于电磁线圈的岩土工程磁重力模型试验装置及方法 |
| CN103247205B (zh) * | 2013-05-20 | 2014-12-10 | 魏伯卿 | 圆桶式重力场干扰装置 |
| CN103226908B (zh) * | 2013-05-20 | 2014-12-17 | 魏伯卿 | 干扰重力场实验装置 |
| CN106991894B (zh) * | 2017-04-25 | 2019-04-05 | 西北工业大学 | 液磁混合悬浮地面微重力实验的通用载荷平台起吊机构 |
| CN107229123A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-10-03 | 巢湖市金辉自控设备有限公司 | 一种基于vr眼镜和磁力靴的空间行走装置 |
| CN110356596B (zh) * | 2019-07-02 | 2022-08-30 | 上海交通大学 | 一种利用磁补偿方法模拟流体微重力环境的装置 |
| CN112735732B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-09-06 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 混合磁场装置、混合磁场系统 |
-
2003
- 2003-12-18 CN CN 200310109596 patent/CN1249645C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1553415A (zh) | 2004-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6982501B1 (en) | Magnetic fluid power generator device and method for generating power | |
| Goshayeshi et al. | Effect of magnetic field on the heat transfer rate of kerosene/Fe2O3 nanofluid in a copper oscillating heat pipe | |
| Jiang et al. | Rational design of the exchange-spring permanent magnet | |
| Joseph et al. | Ferrofluids: synthetic strategies, stabilization, physicochemical features, characterization, and applications | |
| Erb et al. | Magnetic assembly of colloidal superstructures with multipole symmetry | |
| Tracy et al. | Magnetic field-directed self-assembly of magnetic nanoparticles | |
| Odenbach | Ferrofluids—magnetically controlled suspensions | |
| Inglis | Theories of the earth's magnetism | |
| CN1249645C (zh) | 在地面上制造流体的失重和微重力状态的方法 | |
| Houlding et al. | Application of alternative energy forms in catalytic reactor engineering | |
| Choi et al. | Imprinting Skyrmion spin textures in spinor Bose–Einstein condensates | |
| Coey | Magnetism in future | |
| Charles et al. | Properties and applications of magnetic liquids | |
| CN103221998A (zh) | 磁交换耦合的核-壳纳米磁体 | |
| Duffin et al. | The early history of protostellar disks, outflows, and binary stars | |
| Yildirim et al. | Experimental study on heat transfer of the magnetorheological fluids | |
| Huo et al. | The stability of a skyrmion in a nanotube | |
| WO2018026327A1 (en) | An apparatus for transferring heat from a heat source to a heat sink | |
| Tanaka et al. | Current-induced dynamics of bubble domains in perpendicularly magnetized TbFeCo wires | |
| Yang et al. | Metal-based magnetic functional fluids with amorphous particles | |
| Aoshima et al. | Current-induced domain-wall motion in patterned nanowires with various Gd–Fe compositions for magneto-optical light modulator applications | |
| Gao et al. | Investigating control of convective heat transfer and flow resistance of Fe3O4/deionized water nanofluid in magnetic field in laminar flow | |
| Liu et al. | Rod-shaped nanomotor powered by magnetic field gradients and its application to surface-enhanced Raman-scattering-based detection | |
| Cho et al. | Manipulating 1-dimensional skyrmion motion by the external magnetic field gradient | |
| WO2000015545A1 (fr) | Procede de modulation de la forme de particules de synthese et de preparation de materiaux et de dispositifs contenant des nanostructures et des particules orientees anisotropiques |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |